AI支援パイプラインによる腸内細菌胆汁酸代謝酵素の同定

概要

AI支援ワークフロー（BEAUT）により、腸内細菌由来の胆汁酸代謝酵素を60万超予測し、HGBMEデータベースを公開しました。MABHや3-acetoDCA合成酵素（ADS）など新規酵素を実験的に解明し、ADSが炭素–炭素結合延長により未報告の骨格胆汁酸（3-acetoDCA）を産生し、広範に存在して腸内微生物相互作用を調節することを示しました。

主要発見

• AI支援BEAUTワークフローを開発し、60万超の腸内微生物胆汁酸代謝酵素候補を収載したHGBMEデータベースを構築。
• 単酸型アシル化胆汁酸ヒドロラーゼ（MABH）や3-acetoDCA合成酵素（ADS）など未同定酵素を同定・検証。
• ADSにより炭素–炭素結合延長で生成される未報告の骨格胆汁酸（3-acetoDCA）を発見し、同分子が広く存在し腸内微生物相互作用を調節することを示した。

臨床的意義

直ちに臨床応用されるものではないものの、特定の腸内細菌胆汁酸酵素を標的化して胆汁酸プールを調整する戦略に道を開き、代謝性疾患・胆汁うっ滞性疾患・内分泌疾患への応用が期待されます。

限界

• 臨床アウトカムを伴わない前臨床・機序中心の研究である。
• 予測酵素の大部分は今後の実験的検証とヒト疾患表現型との連結が必要。

今後の方向性

追加予測酵素の系統的検証、ヒトコホートでの酵素―表現型連関のマッピング、胆汁酸酵素活性を調節する低分子・食事介入の開発。